WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 

«АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 Научно-исследовательский центр СтаДиО “Семейство” программных комплексов АСТРА-НОВА’2017 (релиз ...»

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1

Научно-исследовательский центр СтаДиО

“Семейство” программных комплексов

АСТРА-НОВА’2017 (релиз 201611)

Верификационный отчет по новым возможностям

Том 1. Прочностной расчет трубопроводных систем

Москва, 2016 г.

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1

Содержание

Введение

N1. Учет трения в опорах и температурных деформаций в режиме испытаний

N2. Учет различных изгибных и сдвиговых жесткостей в двух плоскостях линзовых\сильфонных компенсаторов

N3. Расширение возможностей фрагментации расчётной модели

N4. Реализация возможности задания различных физико-механических и нагрузочных параметров для деталей на участке

N5. Реализация тройника как отдельной детали с возможностью задания параметров на тройник, без участия примыкающих участков

N6. Реализация положений и формул по оценке прочности новых нормативных документов ГОСТ Р 55989-2014, ГОСТ Р 55990-2014

N7. Добавление новой таблицы исходных данных

N8. Корректировка функции импорта модели из ПК СТАРТ

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет.

Том 1 Введение В версии АСТРА-НОВА’2017 релиз 201611 были реализованы и верифицированы следующие новые возможности:

1. учет трения и температурных деформаций в режиме испытаний;

2. учет различных изгибных и сдвиговых жесткостей в двух ортогональных плоскостях линзовых\сильфонных компенсаторов;

3. расширение возможностей фрагментации расчётной модели (прежде всего, для выдачи результатов расчетов);

4. реализация возможности задания деталей участка с физико-механическими и нагрузочными (давление, температура) характеристиками, отличными от участковых;

5. реализация тройника как отдельной детали (без использования данных с примыкающих труб0;

6. реализация положений и формул по оценке прочности нормативных документов ГОСТ Р 55989-2014, ГОСТ Р 55990-2014 (АСТРА-МАГИСТР);

7. новая форма представления таблицы исходных данных;

8. корректировка функции импорта модели из ПК СТАРТ;

9. трехмерный КЭ-расчет деталей с учетом упругопластического деформирования (АСТРА-СТАДИО);

10. расчет деталей трубопроводов с учетом автофретирования (АСТРА-СТАДИО);

11. расчет на определение предельной пластической нагрузки по двум критериям статической прочности (АСТРА-СТАДИО).

В данном документе приведены примеры использования новых функций и, где это возможно, рассмотрены тестовые верификационные задачи, подтверждающие корректность работы программы.

В томе 1 рассматриваются вопросы, связанные с моделированием и расчетами трубопроводных систем (пп. 1-8). Том 2 посвящен уточненным трехмерным конечноэлементным расчетам НДС деталей трубопроводов с учетом физической нелинейности (упругопластического поведения материала) и практическим приложениям упругопластических расчетов: расчет деталей с учетом автофретирования и определение предельных пластических нагрузок по двум реализованным критериям статической прочности (пп.9-11).

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1

N1.

Учет трения в опорах и температурных деформаций в режиме испытаний В версии 201611 для режима испытаний реализованы следующие новые возможности (включаются в параметрах расчета на статическую и циклическую прочность):

учет трения в опорах;

учет температурных деформаций (деформации за счет разности температуры испытаний и холодной температуры).

Проверка корректной работы этих возможностей осуществляется путем сравнения результатов расчета в режиме испытаний с результатами для рабочего режима при идентичных заданных нагрузках.

N1.1. Проверка на элементарных моделях Рассматривалось несколько элементарных моделей, содержащих только односторонние опоры с трением и жесткие заделки.

По модели 1 тестируется учет трения в опорах при испытаниях. Расчет проводится с учетом осевых сил от давления. По модели 2 проверяется учет отрыва от односторонних опор в режиме испытаний. По модели 3 проверяется учет температурных деформаций при испытаниях.

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N1.1.1. Учет трения в опорах Рассматривается модель, показанная на рис. N1.1.1, N1.1.2.

–  –  –

Рис. N1.1.3. Перемещения модели 1, мм. Учет осевых сил от давления Рис. N1.1.4. Нагрузки на опоры модели 1, м. Учет осевых сил от давления АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 Рис. N1.1.5. Перемещения модели 1 при заданной температуре испытаний 150 град., мм Заключение Результаты (перемещения, нагрузки на опоры) для рабочего режима и режима испытаний с учетом трения совпадают, что говорит о корректном учете трения при испытаниях.

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N1.1.2. Учет отрыва от опор в режиме испытаний Рассматривается консольный участок, содержащий одностороннюю опору. К свободному концу участка приложена вертикальная сосредоточенная сила, направленная вверх. По результатам расчета для режима испытаний, как и в рабочем режиме наблюдается отрыв от опоры. Таким образом, отрыв трубопровода от опор при испытаниях учитывается правильно.

–  –  –

Разность между удельными весами сред при 0 испытаниях, кН/м3 АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N1.1.3. Учет температурных деформаций при испытаниях Рассматривалась схема, состоящая из одного участка, лежащего на односторонних опорах. Нагрузки в рабочем режиме и при испытаниях одинаковы. Сравнивались перемещения в этих режимах.

–  –  –

Рис. N1.1.11. Приведенные напряжения от веса и давления, МПа. Расчет без учета трения Рис. N1.1.12. Перемещения, м. Расчет с трением по методике Гипрокаучук Заключение Результаты по этапу 2 и режиму испытаний при учете температурных деформаций полностью совпадают.

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N1.2. Тест на большой схеме Была рассмотрена расчетная схема TEST3 из стандартного набора примеров (EXAMPLES), который включен в поставку АСТРА-НОВА. Все пружины в схеме для целей тестирования заменены на жесткие подвески (пружинные подвески в рабочем режиме и при испытаниях учитываются по-разному, см. Общее описание). Заданы одинаковые нагрузочные параметры для рабочего режима и испытаний.

Сравниваются результаты (перемещения и усилия) для этапа 2 и режима испытаний.

–  –  –

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1

Табл. N1.2.1. Параметры расчетной схемы:

Разность между удельными весами сред при 0 испытаниях, кН/м3 АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 Заключение Результаты по перемещениям и усилиям в сечениях для рабочего режима (этап 2) и режима испытаний практически идентичны.

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N2. Учет различных изгибных и сдвиговых жесткостей в двух плоскостях линзовых\сильфонных компенсаторов Была добавлена возможность задания различных в ортогональных плоскостях жесткостей компенсаторов на изгиб (вокруг локальных осей X’, Y’) и сдвиг (вдоль осей X’, Y’) (рис. N2.2).

Для проверки корректности работы новой функции рассмотрена элементарная модель: консольный участок, состоящий из компенсатора длиной 1000 мм и отрезков прямых труб длиной 1 мм по краям (рис. N2.1, табл. N2.1).

Таблица N2.1. Принятые параметры расчетной схемы Наружный диаметр, мм 219

–  –  –

На консольном конце задавались различные сосредоточенные нагрузки.

Анализировались перемещения этого узла (табл. N2.2).

Основные выполненные проверки и результаты:

При сопоставлении компенсатора и прямой трубы с одинаковыми жесткостями на изгиб, кручение, растяжение и сдвиг (варианты 1-4 в табл. N2.2) полученные перемещения практически идентичны.

Рассматривался компенсатор под действием изгибающих моментов вокруг осей Y и Z (ось X – продольная ось трубы) (варианты 5-7 в табл. N2.2). Изменение одной из изгибных жесткостей в 2 раза приводит к изменению соответствующего перемещения в 2 раза.

Рассматривались варианты поворота локальных осей на 45 град. и 30 град. В первом случае деформированная схема симметрична, поскольку нагрузка задана в глобальной системе координат, изменение одной из жесткостей на изгиб в 2 раза приводит к пропорциональному изменению перемещений в 1.5 раза. При угле в 30 град. деформированная схема несимметрична.

Рассмотрено влияние сдвиговых жесткостей на деформацию консоли под действием поперечных сил FY, FZ. При изменении жесткостей по осям Y и Z перемещения меняются соответствующим образом.

Заключение Учет различных по осям жесткостей компенсаторов реализован корректно.

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N3. Расширение возможностей фрагментации расчётной модели К существовавшей в предыдущих версиях операции фрагментации (выбора части схемы) по участкам и сортаментам труб (рис. N3.1(а)) в версии 201611 добавилась возможность проводить выбор элементов схемы по большому числу параметров (рис.

N3.2(б)), таких как свойства материалов, нагрузки, коэффициенты, типы деталей (прямые трубы, отводы, некольцевые сечения) и др.

а)

–  –  –

Рис. N3.1. Опция фрагментации расчетной модели: (а) в версии 201605; (б) в версии АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 Рассмотрим несколько примеров фрагментации на объемных расчетных схемах. На рис. N3.2 показан выбор всех деталей с внутренним давлением 4 МПа. Можно проводить выбор одновременно по нескольким параметрам. На рис. N3.4 показан выбор труб с наружным диаметром 219 мм, толщиной стенки 28 мм. На рис. N3.5 выбраны все отводы с рабочей температурой 250 град.

В постпроцессоре результаты (в форме визуализации и сводных таблиц) выдаются только для элементов выбранного фрагмента расчетной схемы (рис. N3.6, N3.7).

Шаг 1

–  –  –

Заключение В версии 201611 фрагментация представляет значительно более широкие, по сравнению с предыдущими версиями, возможности по работе с расчетной схемой, позволяя выводить результаты для частей трубопроводной системы с характерными параметрами.

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N4. Реализация возможности задания различных физикомеханических и нагрузочных параметров для деталей на участке В версии 201611 появилась возможность задавать индивидуально для отдельных деталей (трубы, отводы, тройники, некольцевые сечения) параметры, такие как давление, температура, характеристики материала и другие, которые раньше считались участковыми (постоянными по всему участку).

Для верифицирования новой возможности была рассмотрена расчётная схема АСТРА-НОВА, содержащая стыковки двух участков через узел, в связи с различием на этих участках т.н. участковых данных (давления, температуры, материала).

Сравниваются результаты для двух вариантов:

- исходная модель (модель 1);

- модель, построенная на основе исходной путём удаления избыточных узлов (модель 2). Избыточными считаются узлы, в которых стыкуются 2 участка.

В таблице N4.1 приводятся результаты расчёта по версиям 201605 и 201611. Расчёт по версии 201611 проводился в 2-х вариантах: по исходной модели (2 столбец) и по модели, построенной на основе исходной путём удаления избыточных узлов (3 столбец).

–  –  –

Рис. N4.3. Параметры модели («участковые» данные): (а) рабочее давление; (б) рабочая температура; (в) материал; (г) давление испытаний АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 И Примечание.

Обозначения в таблице: 2ф – этап 2 при фиктивной температуре, 2п – этап 2 при полной температуре, И – режим испытаний.

Рис. N4.5. Напряжения для режима испытаний, МПа. Версия 201611 АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 Заключение

1. Результаты расчёта по версии 201605 и 201611 для одинаковых моделей совпадают.

2. Для моделей с различным разбиением на суперэлементы (участки) отмечено расхождение в результатах (табл. N4.1, рис. N4.4, N4.5) на 0.015% (этап 2, полная температура). Это расхождение связано с изменением разбивки на суперэлементы (участки), а не погрешностями при распространении участковых данных на детали, входящие в участок.

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1

N5. Реализация тройника как отдельной детали с возможностью задания параметров на тройник, без участия примыкающих участков В версии 201611 для тройников заданных как отдельная деталь (редактор вставить деталь - тройник) (рис. N5.1) могут быть заданы отличающиеся от примыкающих труб параметры такие, как давление, температура, характеристики материала. Примеры показаны на рисунках N5.2 – 5.4.

–  –  –

Корректность копирования и удаления.

Тройник-деталь может быть удален с помощью опции «Редактор-удалить деталь»

(рис. N5.5). При копировании фрагмента, содержащего тройники-детали, все заданные на них параметры сохраняются (рис. N5.6 – 5.8).

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N6.

Реализация положений и формул по оценке прочности новых нормативных документов ГОСТ Р 55989-2014, ГОСТ Р 55990В версии 201611 был реализован расчет по нормативным документам:

ГОСТ Р 55989-2014 Магистральные газопроводы. Нормы проектирования на давление свыше 10 МПа. Основные требования;

ГОСТ Р 55990-2014 Месторождения нефтяные и газонефтяные. Промысловые трубопроводы. Нормы проектирования.

Существенными особенностями этих нормативных документов является наличие в них рекомендаций по расчету на общую устойчивость участков газопроводов в грунте и местную устойчивость (устойчивость формы поперечных сечений). Ниже рассмотрены примеры данных видов расчета.

N6.1. Расчет на общую устойчивость Рассматривается магистральный газопровод содержащий участки в грунте (рис.

N6.1.1). Проводится расчет ГОСТ Р 55990-2014. Результат расчета на общую устойчивость (продольные усилия) показан на рис. N6.1.3, а также в сводной таблице N6.1.2.

Исходными данными, специфичными для расчета на общую устойчивость, являются радиус кривизны оси трубопровода, коэффициент запаса общей устойчивости, коэффициент учета высоты засыпки, также должны быть заданы параметры бесканальной прокладки трубопровода в грунте.

Результат расчета на общую устойчивость представляет собой значения расчетных продольных усилий (рис. N6.1.3а), допускаемых продольных усилий (табл. N6.1.2) и отношение расчетных усилий к допускаемым (рис. N6.1.3б), которое должно быть меньше 1 для выполнения критерия устойчивости.

–  –  –

Расчётное напряжение превышает допускаемое АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N6.2. Расчет на местную устойчивость Исходными данными, специфичными для расчета на местную устойчивость (устойчивость формы сечений), являются предельно допускаемая изгибная деформация, начальная овальность сечений труб.

Результат расчета на местную устойчивость представляет собой отношение предельно допустимой изгибной деформации к критической продольной деформации только при изгибе трубопровода 1 (рис. N6.2.1а), параметр овальности сечений труб (табл. N6.2.2), коэффициенты использования ( 1 ) (рис. N6.2.1б).

Рассматривается расчетная схема из п. N6.1.

Для расчета местной устойчивости для детали 38-101 на участке №24(20-830) заданы следующие параметры:

предельно допускаемая изгибная деформация b = 4e-3;

начальная овальность сечений труб 0 = 2%.

Параметры рассматриваемой детали приведены в табл. N6.2.1. Результаты расчета на местную устойчивость показаны на рис. N6.2.1 и в табл. N6.2.2 (колонка «Этап 2.

Местная устойчивость, безразм»).

–  –  –

Вычисленные по формулам ГОСТ значения 1 = 0.3485 и = 0.82637 для сечения 69 (участок №24) практически совпадают (незначительное отличие можно объяснить ошибками округления) с полученными в АСТРА-НОВА результатами:

отношение 1 выводится как расчетное напряжение на этапе 2 (местная устойчивость) (рис. N6.2.1, табл. N6.2.2);

параметр овальности выдается в таблице напряжений как допускаемое значение на этапе 2 (местная устойчивость).

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N7. Добавление новой таблицы исходных данных В версии 201611 была введен новый формат для таблицы исходных данных.

Современная таблица «Исходные данные» содержит:

- сведения о программе АСТРА-НОВА’2017 (рис. N7.1);

- общие данные расчетной схемы включая количественные данные по числу основных деталей (трубы, отводы, тройники и др.) (рис. N7.2);

- параметры деталей по участкам, включая типоразмеры, нагрузки, коэффициенты, характеристики материала (рис. N7.3). Параметры, сохраняющие свои значения на последующих деталях в схеме, не выводятся;

- данные по узловым деталям и опорам (рис. N7.4, N7.5);

- сведения по динамическим степеням свободы в расчетной схеме с указанием направления, по которым они заданы (рис. N7.6);

- координаты всех сечений по участкам расчетной схемы относительно начального узла участка (рис. N7.7).

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 N8. Корректировка функции импорта модели из ПК СТАРТ В версии 201611 была актуализирована функция импорта моделей ПК СТАРТ из файла открытого формата (*.ini) для текущей версии формата данного файла. Ниже на рисунках показаны сравнения параметров для некоторых элементов в исходной (СТАРТ) и импортированной (АСТРА-НОВА) модели.

Рис. N8.1. Рабочие температуры в импортированной модели. АСТРА-НОВА АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 Рис. N8.3. Рабочие давления в импортированной модели. АСТРА-НОВА АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 АСТРА-НОВА СТАРТ

–  –  –

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 АСТРА-НОВА СТАРТ

–  –  –

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1 АСТРА-НОВА СТАРТ

–  –  –

АСТРА-НОВА’2017, релиз 201611. Верификационный отчет. Том 1

Похожие работы:

«Физические основый и технологии обработки современных материалов: теория, технология, структура и свойства, 2004, Ин-т компьютерных исследований, 2004 Опубликовано: 3rd August 2012 Физические основый и технологии обработки совреме...»

«http://www.institutemvd.by/ УДК 343.1 Я. В. Сорокин Ya. V. Sorokin СТАДИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ УГОЛОВНОГО ДЕЛА: СУЩНОСТЬ, ЗНАЧЕНИЕ, ПОВОДЫ И ОСНОВАНИЯ STAGE OF INITIATION OF LEGAL PROCEEDINGS: ESSENCE, VALUE, OCCASIONS AND BASES А...»

«ВОЗДЕЙСТВИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ИОННЫХ ПОТОКОВ НА КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ А.Б. Надирадзе, Р.Р. Рахматуллин, В.В. Шапошников Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) E-mail: nadiradze@mai.ru В настоящее время композиционные материалы нахо...»

«Не будь чайником Елизавета Морозова Декоративный водоем "БХВ-Петербург" Морозова Е. А. Декоративный водоем / Е. А. Морозова — "БХВ-Петербург", 2005 — (Не будь чайником) В брошюре рассмотрены различные виды устройства декоративного водоема на приусадебном участке. Как создать водоем, как ух...»

«Сатып Алу Апарат Аптасына 5 рет шыады Выходит 5 раз в неделю азастан Республикасыны бар аймаында таралады | Распространяется на всей территории Казахстана №121 (362) от 11.07.2014 г Общественно-политическая и рекламно-информационная газета www.satypalu.kz О ПРОВЕДЕНИИ КРУГЛОГО СТОЛА НА Т...»

«Для немедленной публикации: 1 февраля 2015 г. ГУБЕРНАТОР КУОМО (CUOMO) УБЕДИТЕЛЬНО ПРОСИТ ПРИНЯТЬ ВСЕ НЕОБХОДИМЫЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ В СВЯЗИ С ЗИМНИМ УРАГАНОМ "ЛАЙНУС" (LINUS), КОТОРЫЙ, ПО ПРОГНОЗАМ, ОБРУШИТС...»

«КОНСТИТУЦИЯ СЕНЕГАЛА ПРЕАМБУЛА Народ Сенегала торжественно провозглашает свою независимость и преданность основным правам, которые обозначены в Декларации прав человека и гражданина 1789 года и в...»









 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.